Próbáltam az Ender3-at simán USB-ről hajtani desktop Linux alól, de nem akkora buli, mert addig nem kapcsolhatod ki a gépet, amíg nyomtat. Szóval ahogy írod: memóriakártya. Esetleg ha van affinitás, akkor Octoprint, ami meg akár 3-as RPi-n is kényelmesen elfut.
Ahogy mondod, a régi Ender3-nál a firmware opensource. Ha nincs binárisod, akkor úgy indul, hogy letöltöd az Arduino IDE-t, majd utána a Marlin firmware forráskódját, majd kb. ugyanúgy feltöltöd a nyomtatóra, mint egy Arduino Uno esetén. Pár éve például így váltottam a gyári 1.x-es Marlin-ról 2.x-re. Mondjuk egy ekkora váltásnál újra meg kellett adni a steps/mm-eket meg még pár egyéb dolgot (PID tune és társai), de ritkán van ekkora verzióváltás. :-)
Ami az újabb Ender-eket illeti és/vagy a Klippert, azt passzolom.
Tervezéshez én is OpenSCAD-et szoktam használni, ha algoritmizálható és egyszerű a geometria. Ha bonyolultabb, akkor Solvespace vagy esetleg FreeCAD. A Blendernek is van valami precíziós modulja, de odáig még nem jutottam el.